The Estimation of Temperature distribution around Gas Storage Cavern

As underground caverns have many advantages such as safety and operation, they can also be used for gas storage purpose. When liquefied gas is stored underground, the cryogenic temperature of the gas affects the stability of the storage cavern. In order to store the liquefied gas successfully, it is essential to estimate the exact temperature distribution of the rock mass around the caverns. The main purpose of this study is the development of theoretical solution to be able to estimate the temperature distribution around storage caverns and the assessment of the solution. In this study, a theoretical solution and a conceptual model for estimating two and three dimensional temperature distribution around the storage caverns are suggested. Based on the multi-dimensional transient heat transfer theory, the theoretical solution is successfully derived by assuming the caverns shape as simplified geometry. In order to assess the theoretical solution, by performing numerical experiments with this multi-dimensional model, the temperature distribution of the theoretical solution is compared with that of numerical analysis. Furthermore, the effects of the caverns size are investigated.

저온가스 저장공동 주위암반의 온도분포 예측에 관한 연구

저온가스를 지하공동에 저장하는 것은 안전과 운영 측면에서 많은 장점이 있다. 그러나 저장된 극저온가스는 주변암반의 온도변화를 야기하여 공동의 안정성에 영향을 줄 수 있다. 따라서 성공적인 저장공동의 건설을 위해서는 건설 초기에 공동 주위암반의 온도분포를 정확히 예측하는 것이 필수적이다. 본 연구의 목적은 저장공동 주변의 온도분포를 예측할 수 있는 이론해의 개발과 평가이다. 이를 위해, 공동의 형상을 단순화하고 비정상 열전도 이론을 적용하여 이론해를 도출하였다. 이론해의 적용성을 평가하기 위해서 이론해와 유한 차분 해석프로그램인 FLAC을 이용한 수치해석을 이용해 저장공동 주변의 2차원$.$3차원 온도분포를 추정하여 그 결과를 비교하였다. 또한, 공동의 크기에 대한 영향도 조사되었다.